(Разные разности. «ХиЖ» 2026 №1)
Как вы думаете, кто главный поставщик микропластика в окружающую среду? Умные научные журналы пишут, что… — стиральные машинки. Именно в них во время стирки от синтетических волокон из полиэстера, полиакрила и полиамида отрываются микрочастицы и отправляются в канализацию. На очистных сооружениях микропластик переходит в осадок, который используют как удобрения. Так он попадает на поля, то есть в природу. И начинает в ней движение с водой и по пищевым цепям.
Специалисты подсчитали, что стиральная машина каждый год производит до 120 граммов пластиковых частиц размером менее 5 мм на человека. Можно ли с этим что-то сделать? Конечно — можно. Хотя и не так просто.
Главная проблема здесь — это малый размер частиц. Они легко и быстро забьют стенки любого фильтра. Химики отлично знакомы с этой проблемой, фильтровать мелкодисперсные осадки — та еще головная боль. Поэтому и появились на свет фильтровальные воронки Шотта, которые позволяют фильтровать жидкости с тонкодисперсным осадком под вакуумом.
Фильтры Шотта изобрел в конце XIX века немецкий химик и предприниматель Фридрих Шотт. До этого для фильтрования использовали обычные воронки, в которые вручную помещали фильтровальную бумагу. Шотт усовершенствовал конструкцию — вплавил фильтр из пористого стекла в нижнюю часть воронки. Теперь фильтрование можно было проводить под вакуумом, автоматизировать, а воронки очищать и отмывать с помощью кислот и высоких температур.
Однако такую в стиральную машину не поставишь. Здесь нужна конструкция простая, но, конечно, надежная. И тогда исследователи из Боннского университета обратили свой взор к природе. Кто у нас неустанно фильтрует воду в реках и морях и добился на этом поприще грандиозных успехов? Конечно — рыбы.
Технология естественной фильтрации, которую использую рыбы, существует сотни миллионов лет. А иначе как бы те же самые рыбки анчоусы, питающиеся крошечным планктоном, отделяли бы его от воды?
Природа установила во рту рыб фильтровальную систему. Она состоит из воронки, которая сужается по направлению к пищеводу. Эту воронку образуют жаберные дуги, охватывающие горло полукольцами. На дугах есть наросты, их называют тычинками, зубчиками и шипами, которые делают дуги похожими на грабли. Благодаря такой конструкции получается чрезвычайно плотный частокол, через который планктон не проскочит, он задерживает объекты размером от 2–3 мм и более.
Именно такую фильтровальную воронку используют сельдь, скумбрия, сардины и анчоусы, чтобы выделять из воды свою пищу. Когда воронка во рту рыбы заполняется планктоном, рыба проглатывает содержимое и опорожняет фильтровальную систему. А вода, не содержащая твердых частиц, снова выходит из тела рыбы через проницаемые стенки воронки и жабры.
Насмотревшись на эти фильтрующие воронки у рыб, исследователи сделали нечто подобное для стиральных машин — конический фильтр, имитирующий рыбный. В нем пластиковые волокна одежды проходят под углом, катясь вдоль стенок воронки по направлению к горловине. Стенки они сделали из сеток с мелкими ячейками, на нити которых наклеили крошечные зубцы и шипы.
Лучше всего в деле показала себя воронка длиной около 10 см с углом падения 11° и сетками с размером отверстий 78 мкм. Шипы внутри воронки создавали завихрения в воде, повышая степень ее очистки. Такой фильтр удалял до 99,6% микропластика из воды, но при этом не забивался! Частицы пластика, выловленные из сточных вод с помощью «рыбьего фильтра», скапливались на выходе из фильтра и отсасывались оттуда несколько раз в минуту. Воронка же сама глотать не умеет (NPJ Emerging Contaminants).
Эту сложную, но, как ни странно, недорогую технологию исследователи уже запатентовали и надеются, что производители стиральных машин возьмут на вооружение их систему фильтрации и включат в будущие модели. А возможно, и пойдут дальше — сделают устройство для прессования изъятого микропластика, чтобы через каждые 10 стирок владелец машины эти гранулы доставал и выбрасывал в соответствующие мусорные контейнеры.
Л.Н. Стрельникова
Остальные статьи из этой рубрики вы можете найти в подборке «Разные разности»
Купить номер или оформить подписку на «Химию и жизнь»: https://hij.ru/kiosk2024/
Благодарим за ваши «лайки», комментарии и подписку на наш канал
– Редакция «Химии и жизни»